新一代汽車電子技術(shù)的背后，誰在貢獻(xiàn)力量？

本刊編輯部

新一代汽車電子技術(shù)的背后，誰在貢獻(xiàn)力量？

本刊編輯部

引 言

新的電子化浪潮正在席卷汽車領(lǐng)域，傳統(tǒng)汽車電子早已從最早的車載影音娛樂系統(tǒng)，邁向如今的ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))及自動(dòng)駕駛功能。無線充電技術(shù)和汽車電池的電源管理技術(shù)則被各大芯片廠商爭相研發(fā)，自動(dòng)駕駛技術(shù)依然是大家關(guān)注的亮點(diǎn)，車載信息平臺(tái)與車聯(lián)網(wǎng)的交互也將成為未來智慧交通的重要技術(shù)內(nèi)容。新一代汽車電子技術(shù)的背后，誰在孜孜不倦地貢獻(xiàn)自己的力量呢？

業(yè)界聲音

讓我們來聽聽下面這些半導(dǎo)體廠商是如何看待汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的，以及為了推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展他們做了哪些貢獻(xiàn)。

TI處理器業(yè)務(wù)部業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān) 蔣宏

未來的ADAS處理器將會(huì)更加智能與強(qiáng)大，并且會(huì)朝著無人駕駛的方向發(fā)展，半導(dǎo)體也終將成為智能汽車打造完美駕駛體驗(yàn)的核心。

TI擁有廣闊的汽車產(chǎn)品組合，包括嵌入式處理器、完整的信號(hào)鏈、界面、電源模擬組合、ASSP、定制化集成電路等。通過Safe TI所設(shè)計(jì)的部件可以幫助客戶滿足ISO26262要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的能源效率。TI在汽車行業(yè)擁有30年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，無論是汽車的前燈、尾燈，還是整個(gè)系統(tǒng)，TI都為現(xiàn)代化汽車的發(fā)展提供了先進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)。從信息娛樂到關(guān)鍵的主動(dòng)與被動(dòng)安全性，從ADAS解決方案到混合或電力傳動(dòng)系統(tǒng)及無線連接技術(shù)，TI顛覆了業(yè)界對(duì)汽車創(chuàng)新的傳統(tǒng)看法。

TI在車載應(yīng)用處理器方面有兩大產(chǎn)品線： 以支持信息娛樂功能為主的Jacinto (DRAx) 處理器家族， 以及支持ADAS功能為主的Vision (TDAx) 處理器家族。當(dāng)然，信息娛樂功能和ADAS功能在TI 車載應(yīng)用處理器上可以做到功能融合。TI 車載應(yīng)用處理器還可以提供基于硬件的虛擬化技術(shù)，讓客戶利用ARM Cortex-A15內(nèi)核支持多操作系統(tǒng)并行，并獨(dú)立地運(yùn)行在同一套硬件平臺(tái)上，極大地節(jié)省系統(tǒng)成本并豐富功能。

英飛凌助力汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展

英飛凌重點(diǎn)關(guān)注新能源車、自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)汽車技術(shù)的發(fā)展。例如，從12 V的弱混一直到純電動(dòng)車，英飛凌都可以提供相關(guān)的器件。英飛凌與寶馬緊密合作，寶馬i3和i8上都應(yīng)用了75顆最核心的英飛凌芯片，其中包括單片機(jī)、IGBT的模塊、MOS管等，這樣能夠保證寶馬i3和i8的純電動(dòng)汽車擁有最高效的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。

根據(jù)Strategy Analytics的預(yù)測，用戶對(duì)遠(yuǎn)程車距警告的需求每年都有非常快的增長，這一市場成為將來重點(diǎn)發(fā)展的方向。為此英飛凌推出了77 GHz雷達(dá)芯片，這款芯片適用于可識(shí)別250 m內(nèi)物體的雷達(dá)駕駛輔助系統(tǒng)。即使在能見度很低的情況下，77 GHz雷達(dá)芯片也能讓汽車“識(shí)別” 250 m內(nèi)的其他道路使用者,這可讓汽車及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)交通狀況并自動(dòng)剎車。如果雷達(dá)駕駛輔助系統(tǒng)繼續(xù)被廣泛采用，我們就能避免在交通擁堵時(shí)遭遇可怕的撞車事故，尤其是在假期的出行高峰時(shí)。

除了推出針對(duì)消費(fèi)市場的芯片產(chǎn)品之外，英飛凌還與吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院共建了“吉林大學(xué)-英飛凌汽車電子創(chuàng)新中心”，雙方共同推動(dòng)中國汽車電子本土設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化，尤其是在新能源汽車領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。此外，英飛凌還“牽手”院內(nèi)導(dǎo)師開設(shè)“汽車數(shù)字化開發(fā)”、“車用電子電器”等多門課程，配合本科及研究生教學(xué)提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，助力我國培養(yǎng)新一代的汽車工業(yè)人才。

安森美半導(dǎo)體中國汽車解決方案工程中心高級(jí)經(jīng)理 張青

汽車日益從機(jī)械產(chǎn)品演變?yōu)殡娮赢a(chǎn)品，傳統(tǒng)的機(jī)械零部件已無法滿足人們對(duì)汽車性能不斷提高的要求。無論是用戶體驗(yàn)、主動(dòng)安全，還是燃油經(jīng)濟(jì)性等，無一不是借助各種精密可靠的汽車電子系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。

安森美半導(dǎo)體提供寬廣陣容的汽車電子產(chǎn)品及方案：從分立元件到標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，再到專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)、專用集成電路(ASIC)、系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片(SBC)，乃至系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)；從電源模塊到圖像傳感器，乃至更高集成度的模塊級(jí)專業(yè)技術(shù)及方案。

安森美半導(dǎo)體重點(diǎn)在以下兩方面加強(qiáng)創(chuàng)新：一方面，開發(fā)各種高效節(jié)能的電力電子器件，如大功率IGBT及MOSFET，重點(diǎn)降低這些器件的開關(guān)損耗，從而提高從電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的效率；另一方面，開發(fā)各種DC-DC變換器，以保證能量從一種電壓等級(jí)到另一種電壓等級(jí)的高轉(zhuǎn)換效率。此外，利用各種圖像傳感器和智能無源傳感器，來提升主動(dòng)安全和感測液位、檢測座椅乘客等。

在主動(dòng)安全領(lǐng)域，安森美半導(dǎo)體則提供：防抱死剎車系統(tǒng)，如ABS、EBD、ESP等；先進(jìn)自適應(yīng)前大燈(AFS)；智能LED照明—— LED驅(qū)動(dòng)、診斷和管理，所有功能集成在單芯片內(nèi)；ADAS——圖像傳感器及信息處理，圖像畸變矯正能力強(qiáng)，夜視及微光可視能力強(qiáng)，例如最新采用背照式(BSI)傳感器技術(shù)用于汽車成像市場的首個(gè)CMOS圖像傳感器AR0136AT， 既增強(qiáng)了可見光靈敏度，又大大提升了近紅外(NIR)性能。

東芝電子(中國)有限公司技術(shù)統(tǒng)括部高級(jí)經(jīng)理 黃文源

東芝作為在汽車電子領(lǐng)域奮斗了超過60年的半導(dǎo)體公司， 其車載半導(dǎo)體產(chǎn)品種類繁多,從分立器件到大規(guī)模集成電路，從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路到無限傳輸控制電路，從模擬電路到MCU，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車電子的各個(gè)部分。如今，東芝把目光聚焦于新一代汽車電子所要求的圖像處理及圖像識(shí)別領(lǐng)域，特別是針對(duì)ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))的市場需求推出了Visconti系列，為ADAS產(chǎn)品提供了低功耗、高性能的圖像識(shí)別處理器。

對(duì)于ADAS來說，最重要的是能夠提供一個(gè)在不加重駕駛員負(fù)擔(dān)的前提下實(shí)現(xiàn)安全駕駛的解決方案，該項(xiàng)研究的終極目標(biāo)是無人駕駛。人們希望將來的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)在應(yīng)用上能夠不斷地增加功能并提高處理能力。ADAS系統(tǒng)更需要這樣的SoC，它能夠支持對(duì)多目標(biāo)的同時(shí)識(shí)別，包括車道線、車輛、行人和其他目標(biāo)等，并且要求快速和低功耗。

為此，東芝開發(fā)了CoHOG識(shí)別技術(shù)，它可進(jìn)一步增強(qiáng)識(shí)別能力，由于是硬件處理，所以Visconti允許使用圖形特征實(shí)現(xiàn)快速且高精度的識(shí)別。該處理器帶有圖像處理加速器，它增強(qiáng)了對(duì)光線變化和微小變形狀態(tài)下識(shí)別的穩(wěn)定性，強(qiáng)化了人體識(shí)別的特征，同時(shí)提高了圖像識(shí)別的性能。

ST讓汽車變得更環(huán)保、更安全

汽車設(shè)計(jì)的進(jìn)步對(duì)電子技術(shù)的依賴程度不斷提高, 汽車電子應(yīng)用是半導(dǎo)體市場上增長最快且最穩(wěn)健的細(xì)分市場。意法半導(dǎo)體擁有豐富的先進(jìn)技術(shù)平臺(tái)，專注于汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域：安全、動(dòng)力總成、車身及信息娛樂等。ST為復(fù)雜的汽車系統(tǒng)模塊存儲(chǔ)及管理參數(shù)提供了更多的應(yīng)用機(jī)會(huì)，其最新的M95M02 EEPROM芯片，兼?zhèn)浯蟠鎯?chǔ)容量、更多復(fù)寫次數(shù)和數(shù)據(jù)保留性能，這些功能可提升電控單元(Electronic Control Unit，ECU)的控制精度和靈活性。ST推出汽車級(jí)2 Mb EEPROM芯片的目的是讓汽車變得更環(huán)保、更安全，新款EEPROM配合電控單元的復(fù)雜控制算法，通過精細(xì)地實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境參數(shù)，可最大限度提高電控單元的控制精度。

ARM聚焦汽車功能安全領(lǐng)域

汽車電子的創(chuàng)新是汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在，智能汽車將成為未來支撐下一個(gè)產(chǎn)業(yè)的重要細(xì)分市場。汽車產(chǎn)業(yè)也逐漸成為采用ARM技術(shù)的快速成長市場之一，基于ARM內(nèi)核的系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于車用領(lǐng)域。

隨著創(chuàng)新功能的快速增加，汽車的安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增高。為此，ARM公司針對(duì)其Cortex-A、Cortex-R和 Cortex-M處理器提供功能安全支持，并已開放授權(quán)。Cortex-R5 是ARM處理器系列中第一個(gè)提供安全文件集的處理器，芯片伙伴可以通過這套文件集證明其產(chǎn)品與新的功能安全標(biāo)準(zhǔn)完全兼容, 加速安全關(guān)鍵的相關(guān)應(yīng)用采用Cortex-R5處理器。這對(duì)于汽車產(chǎn)業(yè)而言，是相當(dāng)重要的轉(zhuǎn)變，意味著汽車產(chǎn)業(yè)將能以更具成本效益的方式配置先進(jìn)系統(tǒng)。

編輯視角

智能汽車技術(shù)的理想應(yīng)用被各大半導(dǎo)體公司勾畫得很豐滿，不過現(xiàn)實(shí)卻很骨感，雖然現(xiàn)實(shí)很骨感，但是汽車電子技術(shù)確確實(shí)實(shí)一直在持續(xù)不斷地發(fā)展。縱觀汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)，里邊用到的微控制器有上千個(gè)，8位/32位單片機(jī)、ARM處理器通通都有。各大半導(dǎo)體公司可以在汽車上實(shí)現(xiàn)如臉部識(shí)別、自動(dòng)泊車、無感知啟停等“黑科技”功能，而事實(shí)上可臉部識(shí)別駕駛員、高清儀表、自動(dòng)調(diào)整座椅等功能已經(jīng)融入到奧迪A4、奔馳等高級(jí)轎車中，但是這些高大上的功能卻并未普及到家用轎車上，手勢控制識(shí)別、雷達(dá)預(yù)警等更高階的技術(shù)功能往往僅限于實(shí)驗(yàn)中，并未被大量地商業(yè)化應(yīng)用。

究其原因主要有兩方面：一方面，雖然汽車廠商進(jìn)行研發(fā)可以獲得半導(dǎo)體廠商的大力支持，但是大部分消費(fèi)者卻不愿意為眾多高科技功能買單。一來，消費(fèi)者對(duì)其安全性和可靠性心存疑慮；二來，除了購買汽車時(shí)所付出的高額費(fèi)用外，還要承擔(dān)自動(dòng)泊車、雷達(dá)遠(yuǎn)程車距預(yù)警、臉部識(shí)別等先進(jìn)功能的維護(hù)成本,甚至有很多消費(fèi)者認(rèn)為，汽車只是一個(gè)代步工具，這些所謂的高科技可有可無，沒有必要為其付出高昂的費(fèi)用。

另一方面，汽車廠商面臨“高科技”的成本風(fēng)險(xiǎn)，一輛汽車中與安全相關(guān)的部件有成百上千個(gè)，任何一個(gè)部件如果出現(xiàn)3%的不合格率，那么汽車廠商就要召回、賠償，并要承擔(dān)法律責(zé)任。從安全性能上考慮，恐怕任何一個(gè)廠商都不愿冒如此大的風(fēng)險(xiǎn)把所有理論上可實(shí)現(xiàn)的高科技全部進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。

骨感的現(xiàn)實(shí)就是：眾多高科技的汽車技術(shù)應(yīng)用層出不窮，但有些最終只能停留在測試階段,要想被普遍應(yīng)用到汽車當(dāng)中，這些技術(shù)還需要被商業(yè)化，這就要求其性能要更加安全可靠，同時(shí)為其付出的成本能夠被大眾所接受。